Revisiting Hybrid Interferometry with Low-Frequency Radio Astronomy Arrays
无线电干涉测量法最常见的是设计相同的天线或天线阵列。相同的天线假设导致一个方便和有用的数学简化，导致标量问题。一个有趣的变体，这是一个“混合”干涉仪涉及两种设计。我们遇到这种低频天线/阵列原型使用均匀的低频阵列望远镜，如默奇森宽场阵列（MWA）的特性。在这项工作中，我们提出了一个干涉方程，适用于混合天线。所得方程涉及向量内积而不是标量乘法。我们讨论的物理解释和有用的应用程序，这一概念在该领域的灵敏度测量和校准的天线/阵列在测试中使用一个紧凑的校准源。
2017-05-23 astro-ph.IM
Electrical coupling of a horizontal dipole antenna to a dielectric half-space: applications to radio astronomy from the lunar surface
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；The Blackett Laboratory, Imperial College London（帝国理工学院布莱克特实验室）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
研究月球表面水平偶极子天线与介电半空间的耦合特性，以提高低频射电天文学观测的精度和系统误差控制能力。
2026-02-25 astro-ph.IM
Deep Learning improves identification of Radio Frequency Interference
射频干扰（RFI）的标记是射电天文学中日益重要的挑战。我们提出了R-Net，这是一种深度卷积ResNet架构，它在所有指标（包括AUC，F1-score和MCC）上的性能都显著优于现有算法（包括默认的MeerKAT RFI标记器和深度U-Net架构）。我们证明了这种改进的鲁棒性单碟和干涉模拟，并使用迁移学习，对真实数据。在$80\%$召回率方面，我们的R-Net模型的精确度比当前的MeerKAT标记器高出约$90\%$，并且在没有额外性能成本的情况下具有高35%的F1分数。我们进一步强调了迁移学习的有效性，该模型最初是在模拟的MeerKAT数据上训练的，并在真实的、人类标记的KAT-7数据上进行了微调。尽管两个望远镜阵列的性质存在很大差异，但该模型的AUC为0.91，而没有迁移学习的最佳模型的AUC仅为0.67。我们考虑在我们的模型中使用的相位信息，但发现，没有校准的相位增加了几乎没有额外的信息相对于振幅数据。我们的研究结果强烈表明，在真实数据的迁移学习的推动下，模拟的深度学习可能会在射电天文学数据的RFI标记的未来中发挥关键作用。
2020-10-12 astro-ph.IM
MeerKAT Holography Measurements in the UHF, L, and S bands
介绍了使用MeerKAT望远镜对其支持的每个观测波段，即UHF（544- 1087 MHz）、L（856- 1711 MHz）和S（1750- 3499 MHz）进行的无线电全息测量。由于UHF波段接收机设计是L波段接收机设计的缩放版本，因此这两个波段中的电磁性能彼此非常相似。尽管也是线性极化的，S波段接收器具有与较低的两个波段完全不同的设计和明显的性能特征。正如在以前的工作中介绍的L波段，高阶波导模式激活的证据也出现在S波段的测量，但有其表现形式的差异。频率相关的指向（波束斜视），波束宽度，波束椭圆率，误差波束，仪器偏振和交叉偏振功率测量说明了MeerKAT的每个观测波段在并排的风格，以方便比较的功能。还讨论了在这些相对较低的观测频率下测量的准直误差和主反射面误差的推导。结果包括海拔和环境温度对准直的影响，以及准直随时间推移而退化的特征。随附的数据发布包括所有频段和天线的完整琼斯矩阵主波束模式的快照，以及相应的导出度量。
2023-01-17 astro-ph.IM
The Impact of GSM towers in Radio Astronomy
本研究采用基于概率的多维框架，发现MeerKAT周边GSM基站位置与射电频率干扰高概率相关，但时段与RFI在68%置信水平下无显著关联。
2023-06-16 astro-ph.IM
MeerKAT Primary Beam Measurements in the L Band
在L波段（856 ~ 1711 MHz）用射电全息术测量了MeerKAT天线的全极化主波束方向图。本文介绍了观测到的这些波束的频率依赖特性，并指导用户的64天线射电望远镜，关注其方向相关的极化效应。在这项工作中，由于建模简化，带宽平均，重力加载和环境温度对初级光束的影响被量化的光束的半功率区域内。提供了一个典型用例效果的显著性水平的视角。它示出，天线指向是一个主要原因的望远镜用户在假定的波束形状的不准确性，引入超过1%的误差，在功率的波束的半功率点附近，由于望远镜指向精度为$σ\approx 0.6$弧分。不考虑这些指向误差，斯托克斯I波束形状相对于阵列平均值的变化最常见的是功率约为0.3%;然而，1500 MHz以上的影响平均是频带下半部分的三倍。这是因为被激活和传播的高阶波导模式的比例对每个接收器的正交模式换能器中的小的制造差异敏感。一个离轴光谱指数测量实验的初级光束校正验证测试结果。
2022-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A metamaterial with applications in broad band antennas used in radio astronomy and satellite communications
微波频率下的电磁超材料在工业和研究中得到了很好的建立。最近的工作表明，一种特定的金属超材料可以有助于提高射电天文学和卫星电信中使用的喇叭天线的性能。在这篇文章中，我们证明了这一论点，找到了一种创新类型的元环显着的可制造性与潜力，以提高在这些领域的最先进的。然后在实验室中制造和表征由元环形成的开创性元喇叭天线，其在倍频程带宽上显示出优异的特性，特别是在交叉极化方面，这是射电天文学和电信中的关键指标;以及旁瓣电平，回波损耗和增益。
2022-06-15 astro-ph.IM physics.ins-det
An Integrated Circuit for Radio Astronomy Correlators Supporting Large Arrays of Antennas
使用许多天线阵列的射电望远镜正在运行，并且正在设计和提出更大的射电望远镜。来自天线的信号通过互相关来组合。对于$N$天线，互相关的成本和功耗与$N^2$成比例，并且在足够大的$N$处占主导地位。在这里，我们报告的集成电路（IC）的设计，执行数字互相关任意多个天线在一个省电的方式。它使用一种本质上低功耗的架构，其中设备之间的数据移动被最小化。在我们的设计中，相关性是在一个4096复杂的乘法累加（CMAC）单元的阵列。这足以对64个信号（$N$ =32个天线，每个天线2个相反极化信号）并行执行所有相关。当$N$较大时，输入数据缓冲在片内存储器中，CMAC根据需要重复使用多次，以计算所有相关性。该设计已被合成和模拟，以获得准确的估计IC的大小和功耗。它旨在采用32 nm绝缘体上硅工艺制造，其中需要小于12 mm $^2$的硅面积，并根据天线的数量实现每次CMAC操作1.76至3.3 pJ的能效。操作已详细分析，直到$N=4096$。包括板级I/O、电源和控制在内的系统级能效预计为每次CMAC操作5至7 pJ。
2016-04-17 astro-ph.IM
Sensitivity of Antenna Arrays for Long-Wavelength Radio Astronomy
一些新的和计划中的射电望远镜将由工作频率低于300兆赫的大型低增益天线阵列组成。在这个频率范围内，银河噪音可能是总噪音的重要或主要贡献。这与天线之间的相互耦合相结合，使得难以预测这些仪器的灵敏度。本文介绍了一个系统模型和程序，估计系统等效通量密度（SEFD）-一个有用的和有意义的度量的灵敏度的射电望远镜-占这些问题。该方法适用于LWA-1，第一个“站”的长波长阵列（LWA）干涉仪。LWA-1由512个蝴蝶结型天线组成，位于110 x 100米的椭圆形覆盖区内，设计使用噪声温度约为250 K的接收机，在10 MHz和88 MHz之间工作。结果表明，天线之间的银河噪声的相关性显着脱敏的波束指向不接近天顶的阵列。它还表明，相当大的改善是可能的，使用波束形成系数，其设计用于优化信噪比在这些条件下。互耦被发现发挥了重要作用，但并不具有一贯的积极或消极的影响。特别是，我们证明了模式乘法（假设嵌入在阵列中的单个天线的行为是相同的那些相同的天线本身）不产生可靠的估计SEFD。
2010-05-23 astro-ph.IM
Breakthrough Listen's Automated Commensal Technosignature Survey with MeerKAT
University of Oxford（牛津大学）；Berkeley SETI Research Center, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校伯克利SETI研究中心）；SETI Institute（SETI研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）；LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS, CNES, Observatoire de Paris（奥尔良大学、CNRS、CNES、巴黎天文台 LPC2E 联合实验室）；South African Radio Astronomy Observatory（南非射电天文观测站）
该研究利用MeerKAT射电望远镜的共生访问，通过BLUSE系统进行自主技术特征调查，处理所有天线带宽，将数据信道化、合成波束并搜索特征，已处理超120万个指向数据，展示了快速经济高效的调查方式及相关成果。
2026-07-28 astro-ph.IM
The antenna phase center motion effect in space-based experiments for fundamental physics and astronomy
我们考虑相位中心运动的影响，机械可操纵的高增益抛物面天线的地面和航天器安装的天线。对于高度椭圆地球轨道上的航天器，就所需的速度校正而言，无论是地面天线还是航天器安装的天线，影响的幅度都大到几毫米/秒。我们说明了这一点，从RadioAstron航天器的真实数据，并提供我们的模拟结果的概念，可能的后续空间甚长基线射电天文学任务。我们还考虑了卫星通信链路的具体配置，同时操作单向下行链路和双向环路链路，由重力探测器A实验开创。我们发现，这种配置提供了完全补偿的相位中心运动的影响，由于机载天线和显着的补偿，由于地面天线。这一结果对于未来的空间基础物理实验，主要是那些与重力研究有关的实验具有重要意义。
2017-12-04 astro-ph.IM physics.space-ph
Antenna Design and Implementation for the Future Space Ultra-Long Wavelength Radio Telescope
在射电天文学中，超过10米（频率低于30 MHz）的超长波长（ULW）仍然是天体电磁波谱中最后一个几乎未被探索的窗口。将射电天文学扩展到ULW窗口的科学案例的力量正在增长。然而，地球电离层的不透明性使得地面设施几乎不可能进行超低辐射观测。此外，ULW频谱充满了人为的射频干扰（RFI）。这两个问题的唯一根本解决方案是在太空中放置一个ULW天文学设施。我们提出了一个概念的一个关键要素的星载ULW阵列设施，天线，解决射电天文学的规格。一个三极型天线和放大器作为ULW实现的解决方案进行了分析。一个低功耗的接收机系统进行了讨论。有源天线被优化为在由1 - 30 MHz频带中的天体发射定义的噪声水平下操作。现场实验的原型三极天线使系统噪声温度的估计。他们表示，拟议的概念符合星载超低辐射阵列设施的要求。
2018-02-22 astro-ph.IM
Primary beam effects of radio astronomy antennas: I. Modelling the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) L-band beam using holography
现代干涉成像依赖于结合方向相关效应的高级校准。其天线数量的增加（例如LOFAR、VLA、MeerKAT/SKA）和灵敏度通常会随着校准精度的提高而降低。射束精度尤其驱动高动态范围成像（HDR -对比度> 1：$10^6$）的能力。无线电干涉测量方程（RIME）提出了使用波束模型的用于宽视场（即，超出主瓣和第一零）的精细校准框架。我们已经使用了全息数据上采取的12个天线的超大型阵列（VLA）与两种不同的方法：一个“数据驱动”的表示来自主成分分析（PCA）和投影的泽尔尼克多项式。我们确定稀疏表示的光束编码其空间和光谱的变化。对于每种方法，我们使用低秩近似压缩系数的空间和频谱分布。用离散余弦变换（DCT）对光谱行为进行编码。我们比较了我们的建模的Cassbeam软件，它提供了一个参数模型的天线和它的辐射场。我们提出的光束重建保真度与“压缩性”的比较。我们发现PCA方法提供了最准确的模型。在VLA天线的情况下，我们讨论了L波段的频率纹波与天线反射器之间的驻波。结果是一系列系数，可以很容易地用于校准管道中的“即时”，以低计算成本产生准确的光束。
2019-03-06 astro-ph.IM
Measuring Noise Temperatures of Phased-Array Antennas for Astronomy at CSIRO
我们描述了一个噪声温度测试能力的相控阵天线工作在接收模式从0.7 GHz到1.8 GHz的发展。每个阵列端口的采样电压都以数字方式记录下来，因为测试中的天顶指向阵列具有三个场景：（1）环境温度下的大型微波吸收器，（2）无障碍的无线电天空，以及（3）从位于测试中的阵列中心并指向该阵列的参考天线传输的宽带噪声。在软件中处理记录的电压，以计算在天顶处操纵的最大信噪比波束的波束等效噪声温度。我们引入了参考天线测量，使噪声测量与可重复的，定义明确的光束指向天顶，从而在吸收体目标的中心。我们应用了一个详细的模型，宇宙和大气的贡献，我们使用的无线电天空辐射作为噪声温度参考。我们还提出了一个全面的分析测量不确定度，包括随机和系统的影响。关键的系统效应是由于波束形成天线方向图的不确定性以及它如何有效地照射吸收器负载。我们实现了一个组合的不确定度低至4 K的40 K测量的光束等效噪声温度。本文所描述的测量和分析技术的追求，以支持原型相控阵饲料的澳大利亚平方公里阵列探路者望远镜的噪声性能验证。
2014-02-07 astro-ph.IM
Antenna array characterization via radio interferometry observation of astronomical sources
我们提出了一个“低频”射电天文工程原型阵列，其特征在于在75-300 MHz的频率范围内的原位天线表征方法和结果。多个宇宙射电源的存在，特别是占主导地位的银河噪声，使得在这些频率的现场表征具有挑战性;然而，它将被证明，高质量的测量是可能的，通过无线电干涉测量技术。这种方法在射电天文学界是众所周知的，但在天线测量和无线通信界似乎不那么有名，尽管涉及天线视场中多个不期望源的测量挑战具有一些相似之处。我们讨论了这种方法和我们的结果，期望这一原则可能会在相关领域中找到更大的应用。
2015-01-20 astro-ph.IM
Effects of the Number of Active Receiver Channels on the Sensitivity of a Reflector Antenna System with a Multi-Beam Wideband Phased Array Feed
本文提出了一种宽带相控阵馈电反射面天线系统的精确建模方法，并用于研究有源天线单元数和相关接收通道数对天线系统接收灵敏度的影响。数值计算结果显示一个实际的设计名为APERTIF，目前正在开发中的荷兰射电天文研究所（ASTRON）。
2016-02-15 astro-ph.IM
Montage and Radio Astronomy
本文介绍开源图像拼接引擎 Montage 在射电天文学中的广泛应用，重点分析其在 SKA 先导实验数据处理、LOFAR 法拉第层析成像和快速射电暴识别三个高知名度应用中的贡献。
2024-12-13 astro-ph.IM
Radio astronomy with the Lunar Lander: opening up the last unexplored frequency regime
现设想将有源宽带（1 kHz-100 MHz）三极天线安装在位于月球南极的欧洲月球着陆器上，以便对外逸层和电离层及其与地球磁层、太阳粒子、风和日冕物质抛射的相互作用进行敏感测量，并研究月球上的无线电通信，这对未来的月球人类和科学探索至关重要。此外，月球南极为射电天文学提供了极好的机会。将一个单一的无线电天线放置在一个永远黑暗的陨石坑或南（或北）极的山脉后面，可能会提供完美的屏蔽，免受人为无线电干扰（RFI），没有电离层扭曲，高温和天线增益稳定性，允许检测大爆炸后形成的原始氢的21厘米波发射，进入第一批恒星形成的时期。在这些频率下探测到来自月球的21厘米线，将首次提供关于早期宇宙中物质分布和演化的线索，这些物质分布和演化是在电离时代和再电离时代（EoR）之间。一个单一的月球无线电天线还将允许研究太阳耀斑和日冕物质抛射对地球附近太阳风的影响（空间天气），并将开启对来自木星和土星等行星的低频无线电事件的研究，已知这些行星会发出低于30兆赫的明亮（千焦-兆焦）无线电发射（Jester和Falcke，2009年）。最后，月球着陆器上的一个无线电天线将为未来的大型月球无线电干涉仪铺平道路;它不仅将展示月球无线电科学的可能性，开辟最后一个未探索的无线电领域，而且还将允许通过测量当地无线电背景噪声来确定月球无线电科学的局限性。
2012-09-13 astro-ph.IM
A Floating Octave Bandwidth Cone-Disc Antenna for Detection of Cosmic Dawn
射电天文学辐射计的关键组成部分是用来探测宇宙黎明号的红移21厘米信号的天线元件。我们描述了一个倍频程带宽锥盘天线的设计和性能，用于检测该信号在频带40至90 MHz。宇宙黎明信号被预测为宽带光谱特征，其数量级弱于天空和地面无线电亮度。因此，工程上的挑战是设计一种低频天线，能够提供高保真度的微弱宇宙信号，以及前景天空，接收器。天线特性不得因在天体辐射、地面辐射或接收机噪声上留下任何令人困惑的频谱特征而损害探测。本设计中的创新是使天线在电学上小于半波长，并且在足够大的水体的表面上操作它。小型锥盘天线下方的均匀和高介电常数介质导致消色差波束方向图、高辐射效率和最小不必要的混淆频谱特征。天线设计在WIPL-D和FEKO中进行了优化。一个原型的构建和部署在一个湖上，以验证其性能与现场测量。索引条款：天线测量，射电天文学，反射天线。
2021-04-08 astro-ph.IM
A Bose Horn Antenna Radio Telescope (BHARAT) design for 21 cm hydrogen line experiments for radio astronomy teaching
本文介绍低成本BHARAT射电望远镜及其双模圆锥喇叭设计与校准方法，通过21 cm氢线观测支持高校射电天文教学与培训。
2022-08-12 astro-ph.IM physics.ed-ph
A Wideband, Four-Element, All-Digital Beamforming System for Dense Aperture Arrays in Radio Astronomy
密集排列的全数字孔径阵列是平方公里阵列（SKA）射电望远镜所需技术开发的一个关键领域。数字孔径阵列的实时信号处理系统的设计是目前世界范围内探路者项目的核心挑战。我们描述了这样的工作的中期结果;一个分层的，频域波束形成架构，用于合成从数字孔径阵列的宽带天线馈源的天空波束。
2010-01-12 astro-ph.IM
Effects of the Number of Active Receiver Channels on the Sensitivity of a Reflector Antenna System with a Multi-Beam Wideband Phased Array Feed
本文提出了一种宽带相控阵馈电反射面天线系统的建模方法，并用于研究有源天线单元数和相关接收通道数对系统灵敏度的影响。数值结果显示了一个实际的系统命名为APERTIF，目前正在开发中的荷兰射电天文研究所（ASTRON）
2011-10-20 astro-ph.IM
Distribution models of antennas in radio astronomy: Efficiency comparison of the golden spiral interferometry
本文通过模拟一百个天线的四种配置，比较射电干涉测量中黄金螺旋、网格、随机和“Y”形布局的UV覆盖与成像质量，证明黄金螺旋因自相似性和均匀覆盖而在分辨率和灵敏度上最优。
2024-11-24 astro-ph.GA astro-ph.IM
Characterization of a dense aperture array for radio astronomy
EMBRACE@Nancay是一种原型仪器，由4608个密集排列的天线元件组成，形成一个完全采样的、未阻塞的孔径。这项技术是为平方公里阵列提出的，具有提供极大视场的潜力，使其成为理想的测量仪器。我们描述的系统，校准程序，并从原型的结果。
2016-02-25 astro-ph.IM
Fundamentals of Horn Antennas with Low Cross-polarization Levels for Radioastronomy and Satellite Communications
有关射电天文学和卫星通信应用的喇叭天线的文献非常广泛，有时脱节，相关的贡献可以追溯到60年代直到今天。这项工作结合了一个紧凑但完整的审查不同的理论，方法和技术，用于描述波纹和超材料在其应用于射电天文学和卫星通信中使用的喇叭天线，以及一些新的工作，以帮助解释理论更实际的方式。从混合模式的条件，首先波纹喇叭解释描述软，硬边界，也从等离子体光学的角度来看的理论。在此之后，使用的超材料，以设计喇叭天线与准零交叉极化和低E面旁瓣水平在超宽带进行了描述。这项工作的目的是帮助缓解研究生和年轻专业人员致力于这些任务的学习曲线，并试图激励高级专业人员的工作朝着一个新的方向和方法。
2019-10-04 astro-ph.IM
Next Generation Radio Astronomy Receiver Systems
未来十年的射电天文学观测将需要更高的灵敏度，同时以比现有望远镜高得多的效率绘制大片空间区域。这就要求新仪器具有最高的灵敏度、动态范围和视场。在大多数无线电波长下，接收器噪声正迅速接近基本极限，因此只有通过增加收集面积才能显著提高灵敏度。总之，这些要求建议使用小型天线的大型阵列，或许多配备有多波束阵列的中等尺寸天线。所面临的挑战是开发接收器和宽带数据传输系统，其比当前最好的系统成本更低、更紧凑、更可靠、重量更轻、并且更可再现，而不损害性能。这可以通过更大程度的组件集成、数字信号处理和传输的广泛使用以及用数字运算和细光纤替换目前在大体积波导和同轴电缆组件中执行的功能来实现。在本白皮书中，我们概述了接收器架构的全面重新设计和重新优化，以利用商业技术的最新进展。这涉及到在单个接收器模块内无缝集成从RF到基带、从模拟到数字以及从铜缆到光纤的转换。
2009-08-26 astro-ph.IM
Space-based Aperture Array For Ultra-Long Wavelength Radio Astronomy
在过去的十年里，各种射电天文学阵列的兴起，特别是对于100 MHz以下的低频观测。这些发展主要是由有趣和基本的科学问题驱动的，例如通过检测高度红移的21厘米线发射来研究黑暗时代和再电离时代。然而，由于人为干扰、电离层扭曲和10 MHz以下电离层几乎完全不透明，30 MHz以下的地基射电天文学受到严重限制。因此，这个狭窄的光谱带可能仍然是射电天文学中最后一个未探索的频率范围。在这些频率下研究宇宙的一个简单的解决方案是部署一个远离地球电离层的天基天线阵列。过去的各种研究主要受到技术和计算资源的限制，但目前的处理和通信趋势表明并非如此。我们简要介绍了可实现的科学案例，并讨论了选定的方案，如银河系外调查的系统设计。对可能的卫星阵列的各个子系统，如射电天文天线设计、星上信号处理、通信结构和卫星网络的联合空时估计进行了广泛的讨论。根据可扩展阵列和避免单点故障，我们提出了ULW天基阵列的集中式和分布式解决方案。我们强调了各种部署位置的好处，并总结了未来天基无线电阵列的技术挑战。
2015-05-18 astro-ph.IM
Direction Dependent Corrections in Polarimetric Radio Imaging III: A-to-Z Solver -- Modeling the full Jones antenna aperture illumination pattern
在这第三篇描述极化无线电成像的方向相关校正的系列论文中，我们提出了A-Z求解器方法来用Zernike多项式模拟全琼斯天线孔径照明方向图（AIP）。为了实现热噪声限制成像与现代无线电干涉仪，它是必要的，以纠正的仪器效应的天线主波束（PB）作为时间，频率和极化的函数。宽带AW投影算法使这些校正提供了一个精确的模型的AIP是可用的。我们提出的A-Z求解器作为一个更通用的算法的AIP建模。它采用正交圆Zernike多项式的基础来模拟测量的全琼斯AIP。这些完整的琼斯模型，然后用于重建完整的Mueller AIP repsonse的天线，在原则上占所有的离轴泄漏效应的主波束。A-Z解算器足够通用，可以容纳任何存在全息测量的干涉仪，我们已经成功地模拟了VLA，MeerKAT和ALMA的AIP，以证明其多功能性。我们表明，我们的模型捕获PB形态的前1-2个旁瓣内的高精度，并显示了高质量的全息测量的任何望远镜的全穆勒网格化和反卷积的可行性。
2021-12-04 astro-ph.IM
0.3-to-1.5-GHz LNA with Wideband Noise and Power Matching for Radio Astronomy
本文提出一种用于512单元射电望远镜的0.3–1.5 GHz低噪声放大器，通过阻抗协同设计与宽带噪声功率匹配方法，在5:1带宽内实现低噪声与良好匹配性能。
2025-09-21 astro-ph.IM
Multi-beaming propertieis of reflector antennas used in radio telescopes with wide field of view
给定的工作是致力于在射电天文仪器领域的现代发展。特别考虑了相控阵馈电的多波束反射面射电望远镜的灵敏度。使用PAF作为反射器馈源允许获得望远镜的宽且连续的视场（FOV）。这有几个优点与喇叭集群饲料相比，这是在这项工作中描述的。使用三种不同的波束形成方案计算整个FOV内的灵敏度。
2016-02-15 astro-ph.IM
Upgraded antennas for pulsar observations in the Argentine Institute of Radio astronomy
阿根廷射电天文学研究所（IAR）配备了两个单碟30米射电天线，能够在1.4 GHz对南半球的射电和射电瞬变进行日常观测。我们的目标是向国际社会介绍所进行的升级，并表明IAR天文台已成为适合在脉冲星射电天文学的许多领域的调查，如脉冲星定时阵列，有针对性的搜索连续引力波源，监测磁星和毛刺星，以及研究短时间尺度星际闪烁。我们翻新了IAR的两个天线，以实现高质量的定时观测。我们收集了两个天线超过$1\,000$小时的观测数据，以研究它们可以实现的定时精度和灵敏度。本文介绍了IAR射电望远镜的最新进展。给出了毫秒脉冲星J 0 437 $-$ 4715的观测结果，其计时精度优于1~ $μ$ s。我们还介绍了磁星XTE J1810- 197的重新激活的后续工作和最新的测量和监测（2月1日）。Vela脉冲星（J 0835 - 4510）的故障。我们表明，IAR能够在1.4 GHz的无线电频段进行脉冲星监测的时间很长，每天的节奏。这为追求脉冲星科学的几个目标提供了可能性，包括与其他天文台协调多波长观测。特别是，对毫秒脉冲星J 0437 $-$ 4715的观测将增加NANOGrav阵列在其当前盲点的引力波灵敏度。我们还显示了IAR的巨大潜力，研究目标的机会和瞬态现象，如磁星，毛刺，和快速无线电爆发源。
2019-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Modelling steerable beams of satellite constellations for radio astronomy impact studies
SKA Observatory（平方公里阵列望远镜观测台）；IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference（国际天文学联合会暗静天空保护中心）；Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology（翁萨拉空间天文台，查尔姆斯理工大学）
本文提出了一种基于模拟和测量数据的方法，用于模拟和估计具有可转向波束模式的卫星辐射模式的百分位数，以研究卫星下行链路对射电天文观测的影响。
2025-03-11 astro-ph.IM
All-Sky Imaging with Vector Sensor Interferometry
针对10 MHz以下射电天文观测因电离层干扰和灵敏度需求难以开展的问题，提出用矢量传感器天线构建低频阵列，其干涉测量费希尔信息为三联极的四倍，并通过模拟验证球谐成像技术的有效性。
2025-08-25 astro-ph.IM
A MeerKAT Polarization Survey of Southern Calibration Sources
本文利用 MeerKAT 对98个南部校准源开展全斯托克斯 L 波段观测，识别适用于宽带绝对偏振校准的源，并通过与 NVSS、SPASS 对比及仪器残差分析指出夜间观测可提升校准精度。
2024-05-07 astro-ph.GA astro-ph.IM
Reference antenna techniques for canceling radio frequency interference due to moving sources
我们调查的射频干扰（RFI）信号的特性，可以影响一些干扰缓解算法的切除潜力。所考虑的技术是那些修改信号从辅助参考天线模型和取消干扰的天文观测。这些技术可以应用于时域，其中RFI电压被建模并从天文信号路径中减去（自适应噪声消除），或者它们可以应用于频域中的自相关和互相关电压谱（后相关消除）。对于理想的接收机和一个单一的，统计上稳定的干扰信号，预相关和后相关滤波器可以导致从观察干扰的完全消除。后相关方法的优点是可以应用于几十或几百毫秒的时间尺度，而不是几十或几百纳秒的时间尺度。然而，如果RFI发射机位置改变，这可能是一个缺点，因为将天文学和参考信号路径中的干扰功率联系起来的互相关功率测量可能去相关。如果去相关不太严重，则可以以噪声增加为代价来允许去相关。时域自适应消除器允许稍微改变其内部系数并适应积分期间的相位变化，这意味着它们避免了去相关问题。然而，适应的自由度也导致噪声增加。在本文中，这两种类型的消除器切除来自移动源的干扰的能力进行了比较。消除器在观测数据和模拟数据上都表现良好，完全消除。
2010-03-31 astro-ph.IM
Low Complexity Radio Frequency Interference Mitigation for Radio Astronomy Using Large Antenna Array
针对射电天文观测中强射频干扰抑制计算复杂度高的问题，提出基于QMAM的Lanczos方法和天体源参考法两种低复杂度方案，经LWA-1数据验证可有效抑制强RFI，且QMAM方法计算效率更高。
2024-03-07 astro-ph.IM eess.SP
Unformatted Digital Fiber-Optic Data Transmission for Radio Astronomy Front-Ends
我们报告的原型集成接收机前端的发展，结合所有的转换从RF到基带，从模拟到数字，从铜到光纤到一个紧凑的组件，与必要的增益和稳定性适合射电天文学应用。本文的重点是一种新型的光纤数字数据链路，它不需要在前端进行格式化，大大降低了天线内数字电子器件的复杂性、体积和功耗，便于与模拟元件集成，和最小化自生射频干扰（RFI）串行数据链路的管理完全在后端基于具有强随机噪声分量的信号的统计特性来执行。通过这种方式，传统数字数据传输所提供的精确性和稳定性的全部好处都可以在射电望远镜焦平面上以更少的开销实现。
2013-05-03 astro-ph.IM
Design, Environmental and Sustainability Constraints of new African Observatories: The example of the Mozambique Radio Astronomy Observatory
莫桑比克射电天文台（MRAO）将成为莫桑比克射电天文学发展的第一个里程碑。MRAO的开发将是参与即将到来的非洲VLBI网络和平方公里阵列项目的准备步骤。MRAO的第一个天线计划用作能力培养和培训设施，并将在南非转换7米电信天线后安装。因此，第一台射电望远镜的设计必须符合当地的光谱和环境限制。此外，还分析了可能包括太阳能和射频干扰控制的电力可用性和长期可持续性。在这里，我们概述了一些设计，环境和电力可持续性的限制。
2013-11-18 astro-ph.IM
The wideband backend at the MDSCC in Robledo. A new facility for radio astronomy at Q- and K- bands
位于Robledo de Chavela的美国航天局马德里深空间通讯综合体（MDSCC）的天线在其相当大的一部分运行时间内作为单碟射电天文设施提供。目前的仪器包括两个直径为70和34米的天线，分别配备了K（18 - 26 GHz）和Q（38 - 50 GHz）波段的双极化接收器。我们已经为Robledo天线开发并构建了一个新的宽带后端，其目标是（1）优化可用时间并提高MDSCC中射电天文学的效率;以及（2）解决旧的窄带自相关器无法研究的新科学案例。后端包括一个IF处理器，一个FFT频谱仪（FFTS），和软件，接口和管理之间的事件观测程序，天线控制，IF处理器，FFTS操作和数据记录。整个系统在2011年8月调试活动开始时进行了端到端组装，本文报告了结果。即使使用不同的频率合成器和中频通道，频率调谐和线路强度也能在数小时内保持稳定;没有测量到混叠效应，并对镜像边带的抑制进行了表征。第一个设置在单极中提供1.5 GHz的瞬时带宽，使用8192个通道和212 kHz的频率分辨率;正在进行的升级包括第二个FFTS卡和两个高分辨率内核，提供100 MHz和500 MHz的带宽和16384个通道。这些升级将允许同时观测两个极化，瞬时带宽从100兆赫到3千兆赫，光谱分辨率从7千赫到212千赫。
2012-03-20 astro-ph.GA astro-ph.IM
A Roadmap towards a Space-based Radio Telescope for Ultra-Low Frequency Radio Astronomy
在过去的二十年里，人们对低频射电天文学重新产生了兴趣，特别关注30 MHz以上的频率。然而，在30兆赫以下的频率上，由于电离层严重扭曲、10兆赫以下无线电波几乎全反射、太阳爆发和人为射频干扰等因素的综合作用，地面观测受到限制。基于空间或月球的超低频（或超长波长，ULW）阵列受这些限制的影响要小得多，因此将开辟电磁波谱中最后一个几乎未被探索的频域。已经启动了一份路线图，以探索建造一群卫星在30 MHz以下频段进行观测的机会。这个路线图被称为射电天文学轨道低频射电望远镜（OLFAR），提出了一个天基超低频射电望远镜，将探索宇宙的所谓的黑暗时代，绘制星际介质，研究太阳系中的行星和太阳爆发，并在其他行星系统中搜索它们。这种系统将由数百至数千颗卫星组成，作为一个单一的孔径合成仪器共同工作，部署在离地球足够远的地方，以避免地面射频干扰。OLFAR的一些关键技术仍有待开发和验证。这一路线图的第一步是2018年5月在中国嫦娥四号任务上启动的NCLE（荷兰中国低频探测器）实验。NCLE有效载荷由一个三天线系统组成，预计将于2019年下半年首次传输数据流，这将为未来的科学和技术机会提供重要反馈。本文介绍了OLFAR的路线图、科学机会的简要概述以及该任务的技术和计划挑战。
2019-09-19 astro-ph.IM
The Wetterstein Millimeter Telescope: A New German Facility for Astronomy and Geodesy
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；Julius-Maximillians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）
介绍德国拟建的WMT射电望远镜，其为多学科研究基础设施，将加入国际VLBI网络，本文总结其项目进展及应用潜力。
2026-08-04 astro-ph.IM
Africanus I. Scalable, distributed and efficient radio data processing with Dask-MS and Codex Africanus
针对新型射电干涉仪大数据处理中的性能、灵活性与开发便捷性权衡问题，本文提出基于开源格式和 Dask 的框架，并介绍 Dask-MS 与 Codex Africanus 两个 Python 库，实现分布式高效处理。
2024-12-17 astro-ph.IM
Alternative Adaptive Filter Structures for Improved Radio Frequency Interference Cancellation in Radio Astronomy
在射电天文学中，来自仅接收射频干扰（RFI）的辅助天线的参考信号可以被修改以在天文学接收器处模拟RFI环境。然后可以从天文信号路径中消除RFI。然而，天文学家通常只需要信号统计。如果RFI统计变化缓慢，则可以以比标准自适应滤波器所需的速率低得多的速率将消除应用于信号相关性。在本文中，我们描述了五个抵消器设置;预相关和后相关抵消器，使用一个或两个参考信号以不同的方式。理论上的残余RFI和增加的噪声水平进行检查，并证明使用微波电视RFI在澳大利亚望远镜紧凑阵列。RFI被衰减到低于系统噪声，至少降低20 dB。虽然双参考消除器比单参考消除器增加更多的参考噪声，但这种噪声是零均值的，只会增加系统噪声，从而降低灵敏度。残留在单参考消除器（但不是双参考消除器）输出中的残余RFI设置非零噪声基底，其不像随机系统噪声那样起作用，并且可能限制可实现的灵敏度。因此，双参考消除器通常会导致更好的消除。双参考前相关抵消器需要双抵消器设置才有用，并给出与双参考后相关抵消器等效的结果。
2010-04-06 astro-ph.IM
STRADAViT: Self-Supervised Domain Adaptation of Vision Transformer Backbones for Radio Astronomy
organization= Institute of Space Sciences；Astronomy , addressline= University of Malta , city= Msida , postcode= MSD2080 , country= Malta；organization= School of Physics；Astronomy, Royal Observatory , addressline= University of Edinburgh , city= Edinburgh , country= United Kingdom
本文提出STRADAViT框架，通过自监督迁移学习提升射电天文图像的形态分析能力，实验表明其在多个基准测试中优于ViT-MAE和DINOv2。
2026-09-17 astro-ph.IM cs.CV
Everyday Radio Telescope
我们已经开发了一个负担得起的，便携式大学水平的射电望远镜业余射电天文学，可用于提供与射电望远镜的基本原理和射电天文学领域的洞察力的动手经验。通过我们的设置，可以测量太阳在11.2 GHz的亮度、温度和通量，并计算天线的波束宽度。该装置使用市售的卫星电视接收系统和抛物面碟形天线。我们报告的检测点源，如土星和扩展源，如银河系的银河臂。我们还开发了python pipeline，可免费下载，用于数据采集和可视化。
2016-01-12 astro-ph.IM physics.ed-ph
Characterization of a Low-Frequency Radio Astronomy Prototype Array in Western Australia
我们报告的下一代低频射电天文阵列的工程原型的表征结果。这个原型，我们称之为孔径阵列验证系统0.5（AAVS0.5），是一个稀疏的伪随机阵列的16个对数周期天线设计为70-450兆赫。它与Murchison Widefield Array（MWA）位于Murchison射电天文台（MRO），靠近澳大利亚平方公里阵列（SKA）核心站点。我们使用两种方法表征AAVS0.5：天文源的原位无线电干涉测量和基于详细全波模拟的工程方法。由于银河噪声的主导地位和南部天空中容易获得的相对较弱的校准源，小型原型阵列的现场测量具有挑战性。MWA有128个“瓦片”和长达3公里的基线，能够通过无线电干涉测量法进行现场测量。我们目前的阵列灵敏度和波束方向图表征结果和详细的全波模拟比较。我们讨论了两种方法之间存在差异的地方，并提供了改进的可能性。我们的工作证明了双重天文模拟方法在即将到来的SKA设计工作中的价值。
2015-10-06 astro-ph.IM
A Cryogenic SiGe Low Noise Amplifier Optimized for Phased Array Feeds
越来越多的射电天文相控阵馈源（PAF）表明，对低噪声放大器（LNA）的需求日益增加，这些放大器的设计具有可重复性、低噪声和易于制造的特点。有助于实现这些目标的具体设计功能包括使用未封装晶体管（用于低温操作）、单极性偏置、便于安装和返工的直插入式RF接口以及使用现成组件。绿岸望远镜（英语：Green Bank Telescope）（FLAG）的焦点L波段阵列是杨百翰大学（英语：Brigham Young University）（BYU）和国家射电天文台（英语：National Radio Astronomy Observatory）（NRAO）的合作成果，使用了暖偶极天线和低温硅锗异质结双极晶体管（SiGe HBT）LNA。这些LNA具有38 dB的带内增益平均值和4.85开尔文平均噪声温度。虽然FLAG仪器是这一发展背后的驱动仪器，但设计的大多数关键特征及其提供的优势广泛适用于其他阵列馈电，包括独立波束和相控，以及许多天线类型，如喇叭，偶极子，Vivaldi，连接蝴蝶结，本文将重点讨论阵列馈电对低噪声放大器的独特要求，以及放大器制造如何满足这些要求。
2017-05-05 astro-ph.IM
Radio astronomy and Space science in Azores: enhancing the Atlantic VLBI infrastructure cluster
亚速尔群岛的射电天文学和空间天文学结构具有巨大的科学和工业利益，因为它们受益于北大西洋中部的独特地理位置，从而大大改善了天空覆盖范围。这一事实显然具有非常高的附加值：一）为新兴的全球小型卫星群建立空间跟踪和通信网络;二）使用甚大基线干涉测量技术将非洲、欧洲和美洲大陆的射电天文学基础设施网络连接起来，这是非常宝贵的;三）它为监测空间碎片和近地物体提供了巨大的潜力。在S。米格尔岛是一个32米长的卫星通信天线，可以集成在先进的VLBI网络中，并能够提供额外的深空网络地面支持。本文探讨了S. Miguel 32米卫星通信天线将成为射电天文学和空间探索的世界级基础设施：它将启用深空网络模式，并将构成数据制作、促进当地数字基础设施投资和尖端信息技术测试的关键空间设施。它的大西洋位置还可以提高角分辨率，在东西和南北方向提供许多基线，将美洲的应急VLBI站与欧洲和非洲VLBI阵列连接起来，因此有助于提高阵列成像能力，特别是对接近或低于天球赤道的源或研究良好的场，ESO设施，ALMA，SKA及其前身在未来几十年内正在或将继续运行和观测。
2021-07-07 astro-ph.IM physics.space-ph
Radio Astronomy transformed: Aperture Arrays - Past, Present and Future
孔径阵列在射电天文学中起着重要的作用，因为该领域是从卡尔·央斯基在20世纪30年代早期进行的长距离通信测试中出现的。这项技术的根源可以追溯到马可尼，尽管第一台电子扫描仪器直到第二次世界大战前夕才出现。战后，相控阵列对各行各业产生了重大影响，包括天文学和天体物理学。在理解无线电天空的性质方面取得了重大进展，包括脉冲星的发现。尽管这些早期的成功，抛物面天线在很大程度上取代了孔径阵列通过20世纪60年代，直到20世纪末。在诸如信号处理、数字电子学、低功率/高性能超级计算和大容量数据存储系统等领域的技术进步最近导致孔径阵列的使用的实质性复兴，特别是在低于300 MHz的频率下。由简单的天线与市售的低噪声室温放大器组成，孔径阵列具有巨大的收集面积，可以以相对较低的成本合成。多个波束（或多个视场）可以快速形成，并在天空中进行电子操纵。随着天文学家开始努力解决这些新的可能性，下一个目标是看到这些系统移动到更高的GHz频率。工作频率高达1.7 GHz的孔径阵列预计将构成平方公里阵列（SKA）的重要组成部分。
2013-07-01 astro-ph.IM
An Introduction to Single-Antenna Radio Astronomical Polarimetry
Manly Astrophysics（曼利天体物理学）
本文介绍单天线射电偏振测量的数学基础，涵盖信号传播、电场变换及斯托克斯参数操作的关系，并提供校准指南与附录补充。
2026-01-28 astro-ph.IM
Accelerating radio astronomy imaging with RICK: a step towards SKA-Mid and SKA-Low
INAF-Osservatorio astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；ICSC – Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing（高性能计算、大数据与量子计算国家研究中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）；Istituto di Radioastronomia, INAF（意大利国家天体物理研究所射电天文研究所）；INAF-Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所的里雅斯特天文台）
RICK 2.0 利用 HeFFTe 库实现高效分布式快速傅里叶变换，提升射电成像性能，适用于 SKA-Mid 和 SKA-Low 项目。
2026-01-27 astro-ph.IM cs.DC
Expected performance of air-shower measurements with the radio-interferometric technique
利用射电天线阵列进行干涉测量是天文学中一种强大且广泛使用的技术。最近，这项技术已被重新用于重建广泛的空气淋浴[1]。这种无线电干涉技术利用了数十亿次级簇射粒子发射的无线电发射的相干性来重建簇射参数，特别是簇射轴和簇射最大值$X_\mathrm{max}$的深度。先前用理想化检测器在模拟上证明的准确性是非常有希望的。在这篇文章中，我们评估的潜力，干涉$X_\mathrm{max}$测量使用（模拟）倾斜的空气淋浴稀疏的天线阵列在现实条件下。要确定的无线电干涉技术与各种天线阵列的应用的先决条件，在天线之间的时间同步和它的相互依赖性与天线密度的不准确性的影响进行了详细研究。我们发现天线多重性（每个事件）和最大可接受的时间抖动之间有很强的相关性，即，时间同步不准确。对于在30至80 MHz的常用频带中以精确到1 ns内的时间同步记录的数据，需要$> 50$的天线多重性以实现$σ_{X_\mathrm{max}} \lesssim 20$ g cm $^{-2}$的$X_\mathrm{max}$分辨率。对于以2 ns精度记录的数据，已经需要$\gtrsim 200$天线来实现该$X_\mathrm{max}$分辨率。此外，我们发现从在更高的观测频率下模拟的数据重建$X_\mathrm{max}$没有优势，即，高达几百MHz。最后，我们提供了一个概括我们的结果从非常倾斜的空气淋浴垂直的几何形状…
2021-02-26 astro-ph.IM
Digital Signal Processing using Stream High Performance Computing: A 512-input Broadband Correlator for Radio Astronomy
利用现场可编程门阵列和图形处理单元的“大N”关联函数已被部署为欧文斯谷射电天文台长波阵列站的数字信号处理系统，以实现探测黑暗时代的大孔径实验。该系统采样~ 100 MHz基带，并在~ 58 MHz瞬时子带上处理来自512个天线（256个双极化）的信号，在9 kW包络和单个机架占地面积中实现16.8 Tops/s和0.236 Tbit/s的吞吐量。对于交叉功率的9秒时间平均和总功率数据的1秒平均，输出数据速率为260 MB/s。在部署时，LWA-OV关联函数在N方面是生产中最大的，在复杂的乘法积累方面是第三大的，仅次于超大阵列和阿塔卡马大型毫米阵列。关联函数的相对快速的开发时间和低成本建立了一个模块化的，异构的，计算架构的可扩展性的实际基础。
2015-01-07 astro-ph.IM
Detecting Radio Frequency Interference in radio-antenna arrays with the Recurrent Neural Network algorithm
由于射频干扰（RFI）而产生的信号伪影是射电天文学中常见的干扰。通常，受RFI影响的数据由专家数据分析师标记，以保证数据质量。鉴于用干涉射电望远镜阵列获得的数据率越来越高，必须采用自动数据过滤程序。在这里，我们展示了使用长短期记忆（LSTM）细胞实现RFI检测循环神经网络（RNN）的结果。对于算法的训练，使用离散模型，该离散模型分别基于来自$610\, \mathrm{MHz}$处的GMRT的无线电干涉观测的振幅信息来区分RFI和非RFI数据。通过分析混淆矩阵来评估RNN的性能。网络的真阳性率和真阴性率分别为$\approx 99.9\,\%$和$\approx 97.9\,\%$。然而，由于大量非RFI数据被分类为被RFI污染的事实，网络的总体效率是$\approx 30\%$。Matthews相关系数为~0.42，表明需要更精细的训练模型。
2018-08-29 astro-ph.IM
